M9硫化物大类

Chap.19硫化物及其类似化合物矿物大类§1概述§2主要矿物§1概述硫化物(sulfides)及其类似化合物矿物：一系列金属元素与S、Se、Te、As、Sb、Bi…化合而成的化合物。已发现的矿物种达370种±，约占矿物总数的1/10，其中硫化物＞2/3。为有色金属矿床的主要矿物。一、化学组成1．阴离子：主要为S，少量为Se、Te、As、Sb、Bi…2．阳离子：主要有：类质同像替代极广泛，矿物成分复杂，Ga、Ge、In、Re等稀有分散元素呈类质同像混入物存在，具重要经济价值。,,,,,,,,,,,PtMnMoNiCoFeAuCdHgAgZnPbCu:过渡型离子:铜型离子靠近铜型离子的形成硫化物及其类似化合物的主要元素二、晶体结构矿物的阴离子的半径较大、电负性较低，易被极化；阳离子的半径小、电价较高，极化能力强。常可看作S2-等作最紧密堆积，阳离子充填四面体或八面体空隙。矿物的化学键由离子键→共价键或金属键过渡。★同质多像现象普遍，主要取决于形成温度及成矿溶液的酸碱度等。★常见多型现象。三、形态★简单硫化物：组分简单，对称程度一般较高：多为等轴或六方晶系；少数属斜方或单斜晶系。★组分复杂的硫盐：对称程度较低主要为单斜或斜方晶系。★大多数硫化物的晶形较好，特别是复硫化物更常见完好晶形。★硫盐主要呈粒状或块状集合体。四、物理性质取决于矿物的成分、结构及键力特征。1）具明显金属键的硫化物：金属色，条痕深色，金属光泽，不透明。强导电性和导热性。e.g.:方铅矿、黄铜矿…具明显共价键的矿物：鲜艳彩色，条痕为浅色或彩色，金刚光泽，半透明。电和热的不良导体。e.g.:闪锌矿、辰砂、雄黄、雌黄…2）简单硫化物的解理发育；复硫化物的解理不完全或无解理。3）简单硫化物及硫盐的H较低：一般2～4；层状结构者为1～2。e.g.:辉钼矿、雌黄、铜蓝…复硫化物及其类似化合物的H较高：一般5～6.5，个别达7～8。4）G一般＞4。5）熔点低。五、成因产状绝大多数系热液作用的产物；也有属岩浆成因、接触交代成因、沉积成因。六、分类据阴离子或络阴离子的特点分3类：1）简单硫化物：S2-与铜型或过渡型离子（Cu、Pb、Zn、Ag、Hg、Fe、Co、Ni…）结合而成。方铅矿（PbS）、闪锌矿（ZnS）、黄铜矿（CuFeS2）、辉钼矿（MoS2）、磁黄铁矿（Fe1-xS）、辰砂（HgS）…2）复硫化物：哑铃状对硫[S2]2-、对砷[AS2]2-及[AsS]2-、[SbS]2-…与Fe、Co、Ni…过渡型离子结合而成。e.g.:黄铁矿（FeS2）、毒砂（FeAsS）…3）硫盐：S与半金属元素As、Sb、Bi结合组成络阴离子[AsS3]3-、[SbS3]3-…，再与铜型离子Cu、Pb、Ag结合成较复杂的化合物。e.g.:黝铜矿—砷黝铜矿（Cu12Sb4S13—Cu12As4S13）…§2主要矿物方铅矿（galena）：PbS晶体结构：等轴晶系，Fm3mNaCl型结构：S2-作立方最紧密堆积，Pb2+充填于全部八面体空隙中，C.N.=6。化学键为离子键～金属键的过渡类型。{100}方向为电性中和面。物理性质：铅灰色，条痕黑色，强金属光泽。{100}三组完全解理，H低（2～3）。G大（7.4～7.6）。具弱导电性，晶体具有良好的检波性。主要鉴定特征：铅灰色，强金属光泽，立方体完全解理，相对密度大，硬度小。成因产状：主要产于中温热液多金属硫化物矿床中。常与闪锌矿共生。用途：提炼Pb最主要的矿石。含Ag多时可综合利用Ag。作红外探测器及检波器的材料。闪锌矿（sphalerite）：ZnS或-ZnS化学组成：常有Fe2+替代Zn进入晶格，其他尚有Mn、Cd、In、Ga、Ge、Tl…类质同像混入物。晶体结构：等轴晶系，F3m闪锌矿型结构：S2-作立方最紧密堆积，Zn2+充填于1/2的四面体空隙，C.N.=4。面网{110}为电性中和面。4闪锌矿晶体结构鉴定特征：粒状晶形。颜色变化大，由无色～浅黄、棕褐～黑色，随含Fe量的增加而变深。条痕白色～褐色，金刚光泽～半金属光泽。{110}六组完全解理，H3～4。常与方铅矿密切共生。用途：最重要的锌矿石矿物。综合利用Cd、In、Ga、Ge…稀有金属；结晶良好的单晶体是最佳的红外窗口材料和发光材料。闪锌矿的标型特征成因特征高温热液中低温热液杂质成分Fe、Mn含量高，含In、Se、Sn含Fe少，含Ga、Ge、Cd、Tla00.545nm（含Fe26.2%）0.540nm（纯ZnS）颜色棕褐～铁黑色无色、白色～黄色条痕黄褐～褐色无色、白色～黄白色光泽半金属光泽金刚光泽，断面树脂光泽透明度半透明～不透明透明～半透明H43.5G铁黑色者4.03；黑褐色者3.90（含Fe10%）无色透明的纯ZnS4.10褐黄色的闪锌矿褐色闪锌矿黄铜矿（chalcopyrite）：CuFeS2化学组成：常含少量Ag、Au、Zn…机械混入物。晶体结构：四方晶系，对称型2m闪锌矿型结构之衍生结构：S2-作立方最紧密堆积，Cu2+和Fe2+充填1/2的四面体空隙，均位于Zn2+的位置，其单位晶胞宛若2个闪锌矿晶胞叠置而成，且Cu2+和Fe2+沿c轴相间排列，每个Cu2+或Fe2+为4个S2-围绕，每个S2-为2个Cu2+和2个Fe2+围绕，C.N.=4。★高温黄铜矿仍保留闪锌矿结构的等轴晶系。4黄铜矿型结构鉴定特征：常呈致密块状或分散粒状。铜黄色，表面常有蓝、紫红、褐等色的斑状锖色，条痕绿黑色，金属光泽。H3～4。性脆。用途：提炼Cu的重要矿石矿物。磁黄铁矿（pyrrhotite）：Fe1-xS非化学计量性：成分近似于FeS，由于Fe3+→Fe2+而导致Fe缺席。（Fe1-xS）x=0-0.223“缺席构造”：部分Fe2+为Fe3+所替代，为保持电价平衡，结构中Fe2+位置上出现了部分空位。★注意：高温下x=0～0.125＞320℃时：六方晶系变体（P63/mmc），成分相当于FeS～Fe7S8之间的固溶体。NiAs型结构。＜320℃时：单斜晶系变体（C2/c），成分为Fe7S8。出现各种畸变和一系列超结构。不同的超结构是由于结构中Fe2+缺位形成各种有序排列所致。空位存在于∥(001)的相间Fe离子层内，S2-层夹在Fe离子层之间。鉴定特征：通常呈致密块状。暗古铜色，表面常具黑褐色锖色，条痕亮灰黑色，金属光泽。H4。具弱磁性。用途：主要用于提取S、制作H2SO4；综合利用Ni、Cu。辉锑矿（stibnite）（antimonite）：Sb2S3斜方晶系，对称型mmm链状结构鉴定特征：晶体呈∥c轴的柱状或针状。柱面具聚形纵纹。铅灰色，晶面常具暗蓝色锖色，条痕黑色，金属光泽。解理∥{010}完全，解理面上常有横的聚片双晶纹，H2，性脆。G大。细粒块体，+KOH，即呈黄色，随后变为桔红色。辰砂、雄黄、雌黄之对比矿物辰砂雄黄雌黄成分HgSAs4S4或AsSAs2S3晶系三方单斜单斜对称型322/m2/m形态分散粒状柱状、致密粒状、土状块体短柱状、板状、片状、土状颜色红色，有铅灰色锖色桔红色柠檬黄色条痕红色浅桔红色鲜黄色光泽金刚光泽金刚光泽，断面树脂光泽金刚光泽，断面油脂光泽解理{}完全{010}完全{010}极完全，薄片具挠性H2～2.51.5～21.5～2G7.73.563.5用途提炼Hg；单晶可作激光调制晶体；中药(丹砂)。提取As、制砷化物；中药材；用于农药、颜料、玻璃等工业。提炼As、制砷化物；中药成因低温热液矿床的典型矿物0110辉钼矿（molybdenite）：MoS2六方晶系，对称型6/mmm层状结构鉴定特征：晶体呈六方板状、片状，通常呈片状、鳞片状集合体。铅灰色，条痕亮铅灰色，在上釉瓷板上为带微绿的灰黑色，金属光泽。∥{0001}底面解理极完全，薄片具挠性，H1。G大。具滑腻感。用途：Mo最重要的矿石矿物；提取Re。黄铁矿（pyrite）：FeS2化学组成：常有Co、Ni替代Fe；As、Se、Te替代S。常含Au、Ag、Cu、Pb、Zn…细分散机械混入物。晶体结构：等轴晶系，对称型m3NaCl型结构之衍生结构：哑铃状对硫[S2]2-近似于立方最紧密堆积，[S2]2-之中心相当于Cl-的位置，Fe2+位于Na+的位置。对硫[S2]2-的轴向与相当于晶胞1/8的小立方体的对角线方向相同，但彼此并不相交。哑铃状[S2]2-的伸长方向在结构中犬牙交错配置，使各方向键力相近，故解理极不完全，而H大。黄铁矿晶体结构鉴定特征：常见完好的{100}、{hk0}及其聚形，晶面上常具3组互相垂直的聚形条纹。浅铜黄色，表面有黄褐色锖色，条痕绿黑或黑色，强金属光泽。参差状断口，H6～6.5，性脆。G大，无磁性。黄铁矿常见晶体形态a：{100}，e：{210}，o：{111}成因产状在地壳中分布广泛，各形成于不同的地质条件，见于各种岩石和矿石中。岩浆作用：热液作用：沉积作用：接触交代作用：用途：提取S、制造H2SO4的主要原料，广泛应用于化工、橡胶、造纸、农药、化肥、染料等方面；可综合利用Au、Co、Ni、As、Cu、Ag…副产品“黄铁矿渣”部分用于铸炼生铁；黄铁矿的成分、形态、热电性等具标型意义，可指导找矿勘探。黄铁矿的成分标型岩浆型铜镍硫化物矿床：CoNi矽卡岩型矿床：CoNi沉积成因：S/Se20万热液成因：S/Se1-2万黄铁矿的Fe/(S+As)非化学计量标型深部或略0.500浅部明显0.500形成深度Fe/(S+As)值黄铁矿的形态标型{100}：出现在弱矿带和围岩中{210}或{111}+{100}：矿化富集带晶形越不好、晶粒越小、越破碎，含金品位越高，反之含金品位低。